DCDC芯片改造为恒流源

在安防领域,经常需要用到点阵红外 LED 灯。在 LED 灯点亮时,两端电压一般为1.7-1.9V,加在LED 灯两端的电压不同时,电流变化很大,因此需要一个恒流源电路来驱动LED 灯,以此来保证 LED 灯功率的一致性和工作可靠性。

现在市面上也有一些专业的驱动芯片,但是能够工作在 5V 的芯片很少,可选的型号很少,价格也比较高。

传统的技术方案原理图如图 1 所示。电源输入为 Vin,在选定 Rsen 的阻值后,通过Led 灯的电流即为恒定值。该缺点是可选芯片少,芯片成本高,并且外围电路需要用到肖特基二极管,成本进一步加高,实际使用时,电路板面积也需要更大。 

DCDC恒压该造为恒流源

结合图 2,下文江说明 DC-DC 芯片 U1如何 应用于大功率 LED 灯 10 的驱动的工作原理。

DC-DC 芯片 U1 的反馈引脚 FB 一般为固定电平 VFB,在电源输入引脚 VIN 固定输入电源 Vin。通过第二电阻 R2 的电流为 Ir2=(Vin-Vfb)/R2。

因为通过 FB 管脚的电流很小,可忽略不计,所以通过第一电阻 R1 的电流和第二电阻 R2 的电流一样。所以第三电阻 R3 两端的电压为:Ur3= Vfb-R1*Ir2=Vfb-R1(Vin-Vfb)/R2。又因为第三电阻 R3 电阻为定值,所以通过第三电阻 R3 的电流为:

因为第三电阻 R3 很小,通过第三电阻R3 为安培级别,而通过第一电阻 R1 的电流为微安级别,可以忽略不计,所以通过 LED 的电流基本等于 IR6,即

   

公式中,VFB,Vin,第一电阻 R1,第二电阻 R2,第三电阻 R3,确定之后,通过 LED 灯 10的电流也就确定了。用不同曲线的 LED 灯 10,通过其的电流时一定的,即为恒流模式,通过调节相应的电阻值,就可以得到不同的电流输出。

以上图 2 为例,当选定的DCDC芯片的VFB= 0.6V,输入电压V in= 5V,R1 = 33K,R2 = 420K,第三电阻 R3 = 0.25Ω。LED 灯 10 的设计电流值为I=1.017A。

上述 LED 驱动电路的可使用任何一种 DC-DC 芯片,在满足电源输入要求的情况下,均可以通过一种电路的接法,将其改造为恒流源输出,用来驱动 LED 灯。主器件兼容性高、成本低的 LED 驱动电路,解决了现有的 LED 驱动电路可选芯片少,芯片成本高的问题。

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